PROGRAMMAZIONE DI MATEMATICA

prof. Franco Cocca

  

SITUAZIONE DI PARTENZA PER LA CLASSE V A

L'impegno all'inizio dell'anno scolastico anche se accettabile è decisamente al di sotto delle reali possibilità. Infatti i compiti non sempre vengono svolti nella norma con la necessaria regolarità e serietà. In classe quasi tutti lavorano adeguatamente.

La partecipazione è sufficientemente attiva e alcuni cercano di rielaborare personalmente i contenuti proposti.

Il livello di partenza è quindi accettabile anche se non mancano casi di profitto carente che sono da attribuire a scarso impegno.

La classe mostra qualche difficoltà di comprensione delle informazioni sia linguistiche che di contenuto. Sono ancora evidenti lacune nel metodo di studio. La maggior parte degli studenti espone con un lessico accettabile ma non sempre utilizza la terminologia esatta e deve essere guidata nell'organizzazione del discorso. Parecchi risolvono esercizi già visti in classe ma hanno difficoltà nell'impostare il ragionamento per quelli nuovi. Spesso s'imbattono in errori di distrazione e, anche conoscendo le principali regole dell'utilizzo del calcolatore, non sono autonomi nello svolgimento del processo risolutivo.  Raramente espongono con logicità i contenuti e con un linguaggio chiaro e preciso.

 

FINALITÀ FORMATIVE, OBIETTIVI E CRITERI DIDATTICI

FINALITÀ

Acquisizione degli strumenti necessari per la risoluzione dei problemi concreti che la realtà scientifica tecnica e tecnologica propone oggi ai giovani.

OBIETTIVI

Abitudine alla risoluzione di problemi applicando regole e concetti matematici con un lavoro di analisi e successivamente di sintesi per la soluzione di una classe di problemi analoghi.

Questo obiettivo generale porta come conseguenza una serie di obiettivi più particolari:

- conoscenza di regole e concetti e capacità di applicazione dei  suddetti;

- capacità di individuazione dei dati superflui e dei dati mancanti;

- capacità di individuare le classi di problemi che necessitano degli stessi procedimenti  risolutivi;

- precisione e completezza del linguaggio;

- acquisizione delle varie tecniche di calcolo;

- acquisizione conoscenza e consapevolezza della dinamicità del pensiero matematico.

OBIETTIVI  SPECIFICI  TRIENNIO

- Uso del laboratorio per integrare la matematica con l'informatica, mediante l'elaborazione di informazioni.

- Sviluppo dell'algoritmo necessario alla risoluzione di problemi matematici più complessi.

- Capacità di risolvere i problemi del calcolo che si evidenziano in tutte le discipline di questo Istituto.

METODOLOGIE E CRITERI DIDATTICI

Alle spiegazioni dirette dell’insegnante si alterneranno presentazioni di situazioni problematiche, stimolando gli allievi a fare riflessioni e proporre soluzioni, inducendoli a sfruttare al massimo le conoscenze e le abilità già acquisite. Sarà comunque cura dell’insegnante aiutare gli alunni ad avere sempre anche una visione globale delle problematiche, nonché approfondire gli aspetti teorici dei vari argomenti.

VERIFICHE E VALUTAZIONI

Le interrogazioni orali saranno tese ad individuare se l’alunno possiede una conoscenza approfondita e consapevole, valutando anche il modo di argomentare e l’organicità della esposizione.

Negli elaborati scritti invece verrà valutata soprattutto la capacità di applicare le conoscenze per risolvere quesiti di vario genere attraverso l’uso di tecniche, metodi e procedure specifiche nonché abilità logiche.

La continuità e il grado di partecipazione e impegno, scolastici e domestici, costituiranno elementi fondamentali soprattutto per la valutazione di fine anno.

ATTIVITà DI RECUPERO

Gli alunni che conseguiranno valutazioni insufficienti nelle verifiche saranno interessati ad attività di recupero che potranno essere effettuate nei seguenti modi:

 Lavoro a casa: ripasso, esercizi, costruzione di sintesi e schemi su contenuti e procedimenti.

 Lavoro in classe: l’insegnante sarà disponibile per dare chiarimenti su questioni specifiche a richiesta dei singoli alunni mentre, nel frattempo gli altri studenti saranno impegnati in attività di laboratorio con l’assistente.

Se nessun alunno chiederà chiarimenti, l’insegnante proseguirà nello svolgimento del programma, continuando per breve tempo ad assegnare per casa solo lavoro relativo agli argomenti da recuperare.

 Lavoro in orario pomeridiano:

- l’insegnante attraverso lo “sportello di consulenza”, sarà disponibile a dare chiarimenti per il recupero su questioni specifiche a richiesta dei singoli alunni o di piccoli gruppi di alunni con le medesime incertezze e/o carenze nella preparazione;

- gli studenti si potranno organizzare in piccoli gruppi di studio, utilizzando gli ambienti scolastici, sotto la sorveglianza di un docente.

OBIETTIVI SPERIMENTALI “ABACUS”

Per il seguente anno scolastico si sono scelti all’interno della sperimentazione “ABACUS” come obiettivi sperimentali generali i seguenti:

1. Eseguire correttamente le procedure di calcolo e controllare il significato dei risultati raggiunti

 2. Verificare le conclusioni di una procedura di calcolo e la validità di semplici dimostrazioni

 3. Utilizzare modelli, diagrammi e simboli per rappresentare o interpretare concetti e procedure matematici            

 4. Utilizzare le nozioni apprese per analizzare, modellizzare e risolvere le situazioni problematiche

 5. Applicare quanto appreso a situazioni e problemi che nascono da altre discipline o dall’esperienza quotidiana

 6. Tradurre in algoritmi di calcolo automatico le principali procedure matematiche  apprese.

 

CONTENUTI

Unità 1         Integrazione finita e indefinita

TEMPI: da metà Settembre  a fine Novembre

PREREQUISITI:  

·       Calcolo delle derivate

·       Scomposizione di polinomi

CONTENUTI

METODI

ATTIVITà

Definizione di integrale definito come limite della successione della sommatoria delle aree di rettangoli contenuti nel trapezoide. Teorema fondamentale del calcolo integrale. Ricerca della primitiva di una funzione attraverso i metodi di sostituzione, per parti o da formule note.

Implementazione delle funzioni di approssimazione con i metodi dei rettangoli, trapezi in un foglio elettronico

Ricerca di un metodo di quadratura  di ordine n.

 

Unità 2  Serie numeriche, di Taylor e di Fourier

TEMPI: da Dicembre a fine Gennaio

PREREQUISITI:

·       il concetto di serie

·       integrazione

 

CONTENUTI

METODI

ATTIVITà

Definizione di successione dipendente da n naturale; definizione di limite per n tendente all’infinito; successioni convergenti, divergenti e indeterminate.

Successioni ricorsive

Con DXM verifica empirica della convergenza o divergenza di alcune successioni

 

Verifica della definizione del limite di una successione attraverso un foglio elettronico

Definizione di Serie convergente e divergente; criteri del rapporto, del confronto; la serie armonica, la serie geometrica, la serie esponenziale

 

Approssimazione del calcolo del limite di una serie convergente

Le serie di Taylor: definizione e casi particolari. Sviluppo di una serie di Taylor fino ad un certo grado

Verifica della convergenza di una serie di Taylor attraverso DeriveXM

Costruzione di una funzione che calcoli lo sviluppo di Taylor di una funzione data con un particolare x0

Le serie di Fourier: definizione e convergenza

Verifica della convergenza di una serie di Fourier attraverso DeriveXM

Scomposizione di un segnale periodico nello spettro delle frequenze

 

Unità 3  Massimi e minimi liberi e vincolati di funzioni a due variabili

TEMPI: da Febbraio a fine Marzo

PREREQUISITI:

·       il concetto di funzione

·       segno di un polinomio

·       massimi e minimi relativi

·       soluzione di un sistema non lineare

 

CONTENUTI

METODI

ATTIVITà

Definizione di funzioni e due variabili. LIMITI a due variabili in coordinate polari. Massimi e minimi liberi. Hessiano e determinazione del tipo di punti stazionari

Costruzione di grafici tridimensionali con l’uso di Excel di una funzione a due variabili

Ricerca delle soluzioni di un sistema non lineare a due variabili.

Massimi e minimi condizionati; metodo dei moltiplicatori di Lagrange

Esempi di media difficoltà risolti con l’ausilio dell’elaboratore

 

 

Unità 4         Equazioni differenziali

TEMPI: da Aprile in poi

PREREQUISITI:

·       grafico di funzione

·       segno di una funzione

·       integrazione

 

CONTENUTI

METODI

ATTIVITà

Definizione di equazione differenziale del primo ordine, teoremi di esistenza di Cauchy “in grande” e “in piccolo”, equazioni a variabili separabili, studio qualitativo dell’andamento delle soluzioni di un problema di Cauchy

Studio dei metodi di Eulero, di Heun e di Runge-Kutta per l’approssimazione delle soluzioni del problema di Cauchy. Confronto fra essi applicato a problemi di cui si conosce la soluzione.

Simulazione di un fenomeno fisico (intensità della corrente in un circuito RCL, moto di un proiettile con attrito) attraverso l’approssimazione della soluzione analitica con i metodi di approssimazione numerica